采气工程 本科7-第7章-井场工艺
油田采气井口采气工艺
油田采气井口采气工艺摘要：泡排、速度管柱和柱塞气举等排水采气技术适合初期积液或轻度-中度积液的气井，配合气举复产等配套技术解决了85%以上的气井排水采气问題现有工艺技术对于一部分气井排水采气效果并不明显，本次研究通过分析4项不同单并增压装置排水采气技术，从气井排水采气效果、设备性能、操作难易程度、经济效益等4个方面进行综合评价，探对单井增压排水采气工艺可行性，完善排水采气技术系列。
关键词：气田；排水采气;单井增压;适用性1气田排水采气工艺现状1.1工艺现状及存在问题气田排水采气主体工艺措施主要有泡排、速度管柱和柱塞气举。
工艺实施方便，成本较低、效果明显,适合初期积液或轻度-中度积液的气井，配合气举复产等配套技术解决了85%以上的气井排水采气问题。
现有工艺技术对于一部分气井排水采气效果并不明显,这类气井具有4个特点：（1）积液严重,长时间关井压力达不到开井条件。
（2）采用气举复产后，短时间恢复产能，但不能连续稳定生产。
（3）气井生产至中后期，自身能量不足或系统运行压力高，井口压力等于或低于管网压力。
（4）井身结构不适合采用柱塞或速度管柱措施。
因此，有必要引进新工艺新技术，辅助此类气井发挥产能，进一步挖掘气井生产潜力。
1.2研究目标及技术思路本次研究开展3项不同单井增压装置排水采气试验，调研1项单井增压装置排水采气技术，从气井排水采气效果、设备性能、操作难易程度、经济效益等4个方面进行综合评价，探讨单井增压排水采气工艺可行性，完善排水采气技术系列。
2井口采气工艺试验2.1工艺原理及流程混输增压装置主要由进气过滤、混输增压、气液分离、气举增压、电气控制、隔声罩、底座撬等七部分组成。
将井口天然气通过过滤、混输增压后进入生产管网,同时也可以通过气举来进行排水采气，采用“一进二出”连接方式。
2.2设备参数本次试验机组型号为YB1.25-90,机组总功率105kW。
抽吸压力最低可达。
MPa,混输排气压力最高2MPa,气举排气压力最高20MPa,机组最大排量2xl04m3/d。
采气工程(廖锐全)-第七章：气井井场工艺
除雾段
液滴聚集段
二、多级分离
逐级降低分离器压力，经过两级或两级以上的闪蒸或部分
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
冷凝，将气井所产的流体分离成气、液两相的工艺方法称为多
级分离。 理论和实践都表明多级分离器不仅能够获得较多的液体量， 而且液相中含易挥发组分少。但并不意味着分离器用的越多越好。 两级分离的液烃收率比一级分离略增2%～12%（文献上介绍的最 高数字为20%～25%）。影响液烃收率的因素不仅是分离级数，还 包括气井所产流体的组成、分离温度和压力等。
的条件，然后输往长输管道。
一、气田集输系统的工作范围和工作内容
气田集气系统主要由气井井场、集气站、天 然气处理厂及其相连的管线组成，井场与集气站 的管网连接形式有“放射状”、“树枝状”和 “环状”
1—井场；2—采气管线；3—集气站；
4—集气支线；5—集气干线；
6—集气总站；7—天然气处理厂
气 田 集 输 流 程
第三节、天然气流量计量 第四节、天然气水合物 第五节、天然气脱水
第六节、气田开发的安全环保技术
第二节、气液分离
一、概述 二、多级分离 三、分离器的分类 四、分离器的工作过程
一、概
述
1、杂质对气井生产的危害
腐蚀：由于液态水的存在将加速管道及设备的腐蚀
堵塞： 随着积砂的增加堵塞管道、设备
液泛影响
污染化学溶液
分离器
过滤式
利用气流通 道上的过滤元件 或介质实现分离
三、分离器分类
2、按分离器功能分类
分离器
计量分离器
主要作用是完成
生产分离器
主要作用是完成多
油气水的初步分离并
计量，一般属低压分 离器。
口生产井集中进行初
气井采气工艺介绍(详细版本)
采气工艺原理
气井开采工艺
无水气藏气井和边、底水不活跃气井的开采工艺
➢ 开采工艺措施
• 可以适当采用大压差采气 。使微缝隙里气易排出；可充分发挥低 渗透区的补给作用；可发挥低压层的作用；
• 应正确确定合理的采气速度，并在此基础上制定各井合理的工作 制度，安全平稳采气；
培训主要内容
采气工艺原理
采气工艺原理
气藏的分类开采 气井生产系统介绍 气井开采工艺 气井生产管柱 气井的管理 气井的挖潜增产
采气工艺原理
气藏的分类开采
无水气藏的开采措施：
无边底水气藏的开采不用担心水淹、水窜等问题，所以可适 当采用大压差生产，采用适当大压差采气的优点是：
➢ 增加大缝洞与微小缝隙之间的压差，使微缝隙里气易排出； ➢ 充分发挥低渗透区的补给作用； ➢ 发挥低压层的作用； ➢ 提高气藏采气速度，满足生产需要； ➢ 净化井底，改善井底渗滤条件。 ➢ 无水气藏在开发后期会遇到举升能量不足、井底积液（凝析
采气工艺原理
气井生产系统分析
气井生产系统
气井生产系统（生产模型）指采出流体从储层供给边界到计量分离器 的整个流动过程，包括以下几个互相联系的组成部分：
1）气层——多孔介质（含裂缝）； 2）完井段——井眼结构发生改变的近井地带（由于钻井、固井、完 井和增产措施作业所致）；
3）举升管柱——垂直或倾斜油管、套管或油套环空（带井下油嘴和 井下安全阀）；
4）人工举升装置——用于排液的有杆泵、电潜泵或气举阀等 5）井口阻件——地面油嘴或针型阀等节流装置； 6）地面集气管线——水平、倾斜或起伏管线；
7）分离器。 气井的流动过程
气井的开采工艺
• 选择题：180～181
• 气井工作制度：采气时气井的压力和产量 所遵循的关系。
一、气井工作制度
• 气井工作制度 气井工作制度是指采气时气井的压力和 产量所遵循的关系。气井所选择的工作 制度应保证在开采过程中能从气井得到 最大的允许产量，并使天然气在整个采 气流程中的压力损失分配合理。
油气混合物在油管中的上升速度为： 泡流<段塞流<环雾流<雾流
• 采气生产参数：地层压力、井底流动压力、 油压、套压、输压、流量计的静压、差压、 油气比、水气比、日产气量、油量、水量、 及出砂量。
• 气井生产时各种压力间的关系为： 地层压力>井底流动压力>套压>油压>计量前分离器 压力>流量计静压>输气压力 • 不同情况下气井油套压的关系
选择 356
• D:\采气工程课件\清管发球（修改）.doc
清管收球操作
天然气管道在输送介质过程中，部 分有害成分会腐蚀管道，通过清管器清 管，可以有效延长管道的使用寿命，改 善管道内部的光洁度，减少摩阻，提高 管线的输送效率，同时保证输送介质的 清洁度。
一、工艺流程 10 9 8 5 4 11 3 1
气体井筒流动 本章目的：确定Pws、Pwf 地层流入动态：qsc＝f(Pwf)PR
方法：井下压力计测量，计算方法
思路：等值流动阻力法 –地层流阻Rres, 井筒流阻Rw 结论：当 PR 、 Rres 一定时， qsc 由 Pwf 直接控制，间接由Ptf控制。 油管流动动态：井口压力一定时， 产 量 与 井 底 压 力 的 关 系 。 qsc ＝
采气工程排水采气工艺
第二节 优选管柱排水采气
三、优选管柱诺模图
当油管直径一定时，在双对数坐标系中，井底流压和 临界流量、临界流速都成直线关系。
根据上述公式，编程计算，求得不同井深和井底流压 下的临界流速和临界流量与一定实际产量相对应的对比流 速和对比流量。然后在双对数坐标纸上绘制诺模图。 自学：图3-2
r kp
高度泡沫化，密度显著降低，从而减少了管流的压力损失和 携带积液所需要的气流速度。
22
第三节 泡沫排水采气 一、泡沫排水采气机理
⒉分散效应 气水同产井中，存在液滴分散在气流中的现象，这种分散能 力取决于气流对液相的搅动、冲击程度。搅动愈激烈，分散程度 愈高，液滴愈小，就愈易被气流带至地面。 气流对液相的分散作用是一个克服表面张力作功的过程，分 散得越小，作的功就越多。 起泡剂的分散效应：起泡剂是一种表面活性剂，可以使液相 表面张力大幅度下降，达到同一分散程度所作的功将大大减小。
32
第四节 气举排水采气 一、连续气举排水采气
33
第四节 气举排水采气 二、柱塞气举排水采气
柱塞气举的工作过程
34
第四节 气举排水采气
柱 塞 气 举 工 艺 流 程 及 设 备
35
第五节 常规有杆泵排水采气
常规有杆泵排水采气与有杆泵采油有明显区别： （1）气井产出腐蚀性流体；
（2）地层水矿化度高；
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第三节 泡沫排水采气 一、泡沫排水采气机理
⒊减阻效应 减阻的概念起源于“在流体中加少量添加剂，流体可输 性增加”。 减阻剂是一些不溶的固体纤维、可溶的长链高分子聚合 物及缔合胶体。减阻剂能不同程度地降低气水混合物管流流 动阻力，提高液相的可输性。
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第三节 泡沫排水采气 一、泡沫排水采气机理
气井的开采工艺
f(Pwf)Ptf
气井系统 气嘴 分离器 地面管线
井筒
气层
气井示意图
• • • • •
气井和气层压力间的相互关系 生产方式：油管生产 地层压力-井底流动压力=采气压差 井底流动压力-油压=在油管中的压力损失 油压-输压=在采气地面管线中的压力损失。
• 为比较气井间及不同阶段生产能力的大小 引出：
•
球上有一个可以密封的注水排气孔。为了 保证清管球的牢固可靠，用整体成形的方法制 造。注水口的金属部分与橡胶的结合必须紧密， 确保不致在橡胶受力变形时脱离。注水孔的单 向阀，用以控制打入球内的水量，调节清管球 直径对管道内径过盈量。 • 清管球的主要用途是清除管道积液和分隔 介质，清除小的块状物体的效果较差。不能定 向携带检测仪器，也不能作为它们的牵引工具。 • 管道温度低于零度时，球内应注入低凝固 6 、打开收球筒进气阀对收球筒进行充压验漏。（充 、验漏合格后打开球筒放空阀进行卸压、卸压后关闭 1 2 3 、打开收球筒放空阀 、卸防松楔块，使用专用工具打开球筒快开盲板 、对盲板密封圈及球筒进行检查清理 4 、关闭快开盲板及球筒放空阀 压必须缓慢进行） 放空阀
• （3）泡沫塑料清管器： • 是表面涂有聚氨脂外壳的圆柱形塑料制品。 它是一种经济的清管工具。与刚性清管器比较， 它有很好的变形能力和弹性，在压力作用下， 它可与管壁形成良好的密封，能够顺利通过各 种弯头、阀门和管道变形。它不会对管道造成 损伤，尤其适应于清扫带有内壁涂层的管道。 其过盈量一般为一英寸。即25mm
2
7
6
1、输气管主气阀 2、输气管放空阀 3、收球筒球阀 4、平衡阀 5、收球筒放空阀 6、收球筒进气阀 7、收球筒排污阀 8、快开盲 板 9、防松楔块 10、收球筒压力表 11、上水管线控制阀
采矿学第07章fgm
第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展
采
（3）拆架前顶板管理 ）
7 1 7 3 1 4 1 6 2 1 4 6 2 3 1
矿
(a)
金属网 ＋
木板梁
金属网 (b) ＋
钢丝绳
学
2 1 4
2 1 5 3
1金属网 2钢丝绳 3棚梁 4自移式支架 5锚杆 6帖帮柱 7木板梁 金属网＋木板梁＋锚杆
(c)
第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展
D D'
C'
第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展
采
§1 工作面调斜与旋转 1 工作面调斜方法
（2）虚中心调斜 ）
矿
学
S=n×f×B ×× S－靠近中心端的前移量； －靠近中心端的前移量； B—截深； 截深； 截深 f—每次调斜循环 转 α′ 采煤机 ， 截割的通刀 每次调斜循环(转 α′)采煤机 采煤机， 每次调斜循环 长刀） （长刀）数 n—调斜一个α角所需的调斜循环数。 调斜一个α 调斜一个 角所需的调斜循环数。
矿
学
第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展
采
§3 综采工作面搬迁
2 综采工作面设备的搬运与安装 （1）沿运输平巷运入的设备及顺序 ） 工作面刮板输送机机头部、转载机、破碎机、 工作面刮板输送机机头部、转载机、破碎机、 乳化液泵站、水泵、电气设备、 乳化液泵站、水泵、电气设备、管路 （2）沿工作面回风平巷运入的设备液压支架 ）
第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展
采
§1 工作面调斜与旋转 1 工作面调斜方法
o1 α α′ L C
1
矿
学
（1）实中心调斜 ） 旋转中心O 旋转中心 1点停移输送机 另一端移够一个截深， 另一端移够一个截深 ， 将输 送机调成一直线割煤 问题： 顶板反复支撑， 问题 ： 顶板反复支撑 ， O1 处 顶板和煤壁管理困难。 顶板和煤壁管理困难。 措施： 措施：煤壁预先加固 打木锚杆。 打木锚杆。
采气工程期末考试复习资料与思考7-气井井场工艺
第七章气井井场工艺第一节天然气矿场集输站场流程复习一、各种排水采气工艺原理、特点及适用条件优选管柱、泡沫、气举及柱塞气举、机抽、电潜泵、其他。
二、天然气矿场集输系统概念及其用途；天然气矿场集输系统：将气井采出的天然气，经分离、调压、计量后，集中起来输送到天然气处理厂或者直接进入输气干线的全过程。
包括：井场、集输管网、各种用途的站场、天然气净化厂等组成。
集输管网类型：树枝状管网、环形管网、放射形管网、成组形管网。
1.树枝状集气管网特点：集气干线只有一条，各气井直接同集气干线连接。
天然气经气井采出后，在井场经加热、调压、分离、计量后进集气干线。
适用于：气田狭窄，气井分布在气田长轴附近的气田。
2.环形集气管网特点：一条集气干线围成环状，各气井管线接在集气干线上。
环形管网如有某处损坏，天然气可以从环的未损坏的另一端继续输出，不影响供气。
适用于：含气面积接近圆形的大型气田。
3.放射形集气管网特点：在站上完成加热、调压、分离和计量，再输入干线或净化厂，各气井以放射状输到集气站，再用输气干线输出。
实际上它是几条集气管网的组合。
适用于：地面被几条深沟所分割的气田。
4.成组形集气管网成组形集气管网：多把放射形和树枝状，或把放射形和环形组合在一起使用。
适用于：面积较大、井数较多的气田。
集气管网的特点：管内压力高、输送介质复杂、井口压力波动影响输送能力、采气井口管理也影响通过能力。
1.集气管网位于天然气集输系统的起点，管内压力高(一般在4～16 MPa)，流动介质复杂(含气、油、水和固体杂质)，部分气井还含有H2S，CO2、有机硫等腐蚀介质。
设计时要充分考虑安全，进行强度计算，选用抗硫钢材，如用10号、20号碳钢等。
2.集气管网的通过能力直接受井口压力影响，也与气井产出的流体性质变化有关。
3.集气管网运行好坏直接与采气流程的管理有关，最主要的是在采气时把油水分离干净，不要带入集气管线。
三、采气井场装置及作用：调节气井产量；调控输送压力；防止天然气水合物的形成。
石油工业出版社季教材推介
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内容简介 本书全方面简介了石油钻井主要装 备和常用工具旳构成、原理、技术 参数和部分设备和工具旳使用措施。 读者对象 石油工程及有关专业旳本科学生
出版时间：2023.6 定价：28.00元 书号：ISBN 978-7-5021-9023-1
读者对象
石油地质、地球物理及有关专业旳本科生
估计出版时间：2023.2
目录
第一篇 晶体光学 第一章 晶体光学基础 第二章 偏光显微镜 第三章 单偏光系统下晶体旳光学性质 第四章 正交偏光系统下晶体旳光学性质 第五章 聚敛偏光系统下晶体旳光学性质 附录A 试验课 第二篇 光性矿物各论 第一章 均质矿物 第二章 一轴晶矿物 第三章 二轴晶矿物 附录B 矿物英文索引
读者对象
勘查技术与工程、资源勘查工程等专业本科 师生，地球探测与信息技术、矿产普查与勘 探及地址工程专业硕士硕士教学使用。
目录 第一章 绪论 第二章 测井资料预处理 第三章 碎屑岩储层评价 第四章 碳酸盐岩储层评价 第五章 火山岩储层测井评价 第六章 水淹层和剩余油测井评价 第七章 油藏描述技术简介
目录 绪论 第一章 地震资料采集仪器概论 第二章 地震资料采集技术 第三章 地震资料采集旳施工措施 第四章 多变量分类分析 第五章 地震勘探生产实习报告旳编写
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测井资料处理与解释
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本书遵照地质约束测井、测井服务于地质及 开发旳原则而编写，主要内容涉及绪论、测 井资料预处理、碎屑岩储层评价、碳酸盐岩 储层评价、火山岩储层测井评价、剩余油和 水淹层测井评价、油藏描述技术简介等七大 部分。
采气工程-气井完井与生产系统分析
2
6 7 8 9
作业 过程
钻 开 油 气 层
1．钻井液与储层不配伍 2．压差控制不当 3．浸泡时间过长 4．钻井液流速梯度过大
5．快速起下钻
6．钻具刮削井壁
注 水 泥
采 油
注 水
修 井
三 采
1．水泥浆滤液进入储层
1． 采 油 速 度 过 大 2． 生 产 过 程 中 原 有 地 层 平衡被破坏造成结垢
先期裸眼完井示意图 后期裸眼完井示意图 8
第一节 完井方法
三、完井方式 1.裸眼完井方式
（4）裸眼完井方式缺点 ①不能克服井壁坍塌和油气层出砂对油气井生产的影响； ②不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰； ③无法进行选择性酸化或压裂； ④先期裸眼完井法在下套管固井时不能完全掌握该生产层的真实
确保油井长期生产； （5）能够适应油气田开发全过程中采油、采气工艺要求，具备进行分层
注采、压裂、酸化以及堵水、调剖等井下作业措施的条件； （6）综合经济效益好。
6
第一节 完井方法
二、完井方式选择应考虑的因素
（1）油气藏地质和工程条件：如产层结构，压力、温度条件， 流体的组成与性质，油气层层内、层间性质及其差异等等。
1．(1)造成粘土膨胀分散；(2)水泥的水化作用使氢氧化物过 1． 会 使 油 气 层 中 微 粒 发 生 运 移
饱 2 ． 和 (重 1 )结 生晶 产沉 过淀 程 在 中 孔 由 隙 于 中 储 ； 层 (3 原 )滤 始 液 平 中 衡 氢 状氧 态化 的物 改与 变地 可层 引硅 起起 地反 层 应 水 沉生 淀 生成 的 成硅 水 垢质 垢 ，熟 会 如石 堵 果灰 塞 油 成 井 气 为 筒 井 粘 、 从 结 射 正 性 孔 常 化 孔 生 合 眼 产 物 ， 层堵 窜塞 槽地 、层 套 管 处 漏 水 ， 则 2 (． 2 )后 高继 含工 沥作 青液 质会 或沿 蜡水 质泥 的环 原渗 油漏 ；入 在地 流层 动造 过成 程 损 中 害 温 度 压 力 的 降 低
第七章采气工程第二版廖锐全主编
21
第二节 气液分离
3.过滤分离器 过滤分离器的主要特点是 在气体分离的气流通道上增加 了过滤介质或过滤元件，当含 微量液体的气流通过过滤介质 或过滤元件时，其雾状液滴会 聚结成较大的液滴并和入口分 离室里的液体汇合流入储液罐 内。过滤分离器可以脱除 100%直径2的液滴和99%直 径小到0.5以上的液滴。通常用 于对气体净化要求较高的场合。
第三节 天然气流量的计量
三、天然气的计量仪表
1.压差式流量计
压差式流量计是利用压差与流过的流体量之间的特定关系 来测定流量。
2.容积式流量计
容积式流量计是使气体充满一定容积的空间来测量流量。
3.速度式流量计
速度式流量计是利用气体流通断面一定时，气体的体积 流量与速度相关，可用测量气体速度的方法计量气体流量。
图7-15 卧式两相重力分离器结构图
19
第二节 气液分离
3.卧式双筒重力分离器 卧式双筒重力分离器也是利用被 分离物质的重度差来实现的，它与卧 式重力分离器的区别在于：它的气室 和液室是分开的，即它的积液段是用 连通管相连的另一个小筒体。气体经 初级分离、二级分离和除雾分离后的 液滴，经连通管进入液室，而溶解在 液体中的气体则在液室二次析出并经 连通管进入气室。由于积液和气流是 隔开的，避免了气体在液体上方流过 时使液体重新汽化和液体表面的泡沫 被气体带走的可能性。
29
第三节 天然气流量的计量
二、天然气计量分级与仪器配备
1.天然气计量分级
一级计量——油田外输干气的交接计量 二级计量——油田内部干气的生产计量 三级计量——油田内部湿气的生产计量
2.天然气计量仪表的配备
（1）一级计量的是油田外输气，为干气，排量大，推荐选用标 准节流装臵。 （2）二级计量的介质为干气，所以选用孔板节流装臵比较适合。 （3）三级计量的介质为湿气，不适合选用孔板计量，可选用气 30 体腰轮流量计、涡流量计等
第八章 气井井场工艺
CQUST 第三节 天然气计量
二、天然气的计量仪表 当前，我国天然气工业中使用的流量计仍以孔板差压流量计为主，仅采输部门 的统计已占天然气流量仪表的98%以上。 1.孔板差压流量计 （1）差压式流量计结构：由节流装置、导压管和差压计三大部分所组成，如 图所示。 1）节流装置 作用：使管道中流动的流体产生静压力差的一套装置结构：由标准孔板、带有 取压孔的孔板夹持器和上下游测量管所组成。 标准孔板是机械加工获得的一块园形穿孔薄板，其园孔入口边缘是尖锐的，安 装时孔板开孔与测量管应在同一轴线上； 孔板夹持器是用来安置和定位节流装置中孔板的带压管路组件； 测量管是安装在孔板前后，其长度符合计量标准规定横截面积相等、形状相同、 轴线重合的直管。 导压管作用：联结节流装置与差压计的管线，是传输差压信息的通道。
井场—调压（以不形成水化物为准）、升温、阀调压进入集气站。
集气站—完成分离计量等后输入集气干线。 优点：便于对气井进行集中调节和管理，减少管理人员，实现水、电、蒸汽的一机 多用。
CQUST 第一节 采气井场流程与设备简介
（3）应用范围： 1）气井压力相近、 气体性质相同，不需 要单井集气流程的地 方。 2）为降低管输回 压，将产水量较大的 气井从多井集气流程 改为单井集气流程， 对稳定气水井的产能 收到了明显的效果。
CQUST 第三节
（2）结构： 固定涡轮的中心轴支撑在两个轴承上，并安装在专用支架上。在涡轮的上游和 下游处装有若干片幅射形整流板，用以对气流进行整流并防止涡流的出现，以提高 其线性。为提高流量计的可靠性和使用寿命，在传动系统中，装有油路润滑装置。
天然气计量
CQUST 第三节 天然气计量
三、压差式流量计气量计算 对流量确定的三种方式： （1）将压差和上游静压通过导压管引入到双波纹管记录仪进行记录，通过现场 测量气体温度后，进行人工计算； （2）用差压变送器、压力变送器代替双波纹管记录仪，用温度变送器测温并将 信号变成数值信号输入计算机进行自动计量； 式中：Qsc——标准条件下气体的体积流量，m3/h； （3）由差压变送器、压力变送器、温度变送器以及运算器和比例积算器等组合 An——单位计量系数，流量用标准条件表示时，An =0.0003619；若为 仪表进行流量计量。 “h”Ah＝0.011446，Ad＝0.27470 不管那种方法，流量计算基本公式一样。
产水气井有效开采的工艺技术
开采工艺收稿日期:2001-10-16作者简介:黄艳,1994年毕业于西南石油学院采油专业,现从事油气开采研究工作。
地址:(618300)四川广汉香港路,电话:028-*******。
产水气井有效开采的工艺技术黄 艳,谢南星,谈锦锋(西南油气田分公司采气工艺研究所)摘 要:四川气田气藏大部分都是有水气藏,在30多年的有水气藏开发实践中,研究总结了许多产水气井的开采技术和管理经验。
文中介绍了四川气井出水造成的危害,对提高产水气井产气量,增加可采储量取得的成果和技术发展进行了总结,并对今后的技术发展提出了建议。
关键词:产水气井;开采方式;排水采气;技术发展;建议中图分类号:TE 375 文献标识码:A 文章编号:1006-768X(2002)02-024-04四川盆地大部分气藏都属于弱水驱的有水气藏,在开发过程中,随着地层压力的下降,地层水的侵入极大地影响气藏的产量和采收率,在30多年的开发实践中,形成了 泡排、优选管柱、气举、机抽、电潜泵、射流泵 等6套排水采气工艺技术及复合工艺技术,同时开展低密度流体修井技术研究,这些技术的推广应用大大改善了有水气藏的开发效果。
气井出水的危害有水气藏出水后,会对气井的生产造成严重的危害,主要表现为:(1)气藏产水后,由于地层水沿裂缝(高渗透)窜入,分割气藏,形成死气区,使最终采收率降低。
一般纯气驱气藏的最终采收率可高达90%,而水驱气藏的平均采收率仅为40%~60%。
(2)气井产水后,降低了气相的渗透率,在渗流过程中压力损失增大,气井产量迅速下降,提前进入递减期。
(3)气井产水后,油管柱内形成气水两相流动,管柱内的阻力损失显著增大,不仅气井过早停喷,自喷期缩短,而且由于气层中和管柱中压力损失增大,将造成气藏废弃压力增高,使采收率下降。
(4)地层水中含有H 2S 、C O 2和Cl -等腐蚀杂质,易造成井下工具、设备管道腐蚀、磨损及穿孔等,严重威胁气井的正常生产和寿命,同时带来地层水处理问题。
《采气工程》课程教学大纲
《采气工程》教学大纲课程编号：020090060总学时及其分配：32学时（课堂教学28学时）学分数： 2.0适用专业：煤及煤层气工程任课学院、系部：能源科学与工程学院采矿工程系一、课程简介《采气工程》是煤层气工程专业的必修专业课。
通过本课程的学习，掌握采气工程相关的基本概念、原理，具备对煤层气采气过程中发生的机械故障进行诊断、检修及采气方案进行设计的初步能力，掌握应用采气系统工程理论分析排采工作制度的方法。
二、课程教学的目标本课程主要讲授煤层气产出机理、产出过程中压力传递的主控因素及变化规律，不同排采阶段的排采控制理论制定的原则、依据、方法及排采曲线的动态特征，煤层气井常见故障的处理方法。
学生通过本课程的学习，掌握煤层气排采工作制度制定的方法，会根据不同地质情况具体分析采取相应的排采制度以及具备处理排采设备常见故障的能力；掌握煤层气采气工程设计方案的编写流程。
三、课程教学的基本内容及教学安排绪论（2学时）知识要点：煤层气采气工程的主要任务、国内外采气工程的发展现状及趋势及采气工程的特点及生产管柱结构、基本流程。
目标要求：了解煤层气地质与采气工程的关系，国内外现状、存在问题及如何学好采气工程。
采用课堂教学2学时。
第一章煤层气赋存、产出机理（4学时）知识要点：分析煤层气孔隙结构模型、赋存特征、吸附影响因素，详细阐述煤层气产出及排采的“一条曲线”、“二元解吸”、“三层产出”、“四种流态”的内涵。
目标要求：掌握煤层气从煤储层中产出的先决条件及控制因素。
采用课堂教学4学时。
知识要点：分垂直井和水平井阐述。
垂直井方面，分析煤层气垂直井排采时压力传递的影响因素，并介绍目前活性水压裂过程中裂缝形态的控制因素，最后讲授原始渗透率与压裂后渗透率之间关系不同引起的压力传播规律的不同。
根据压力传播规律、相态变化划分煤层气井排采阶段，并引导学生建立不同排采阶段的压力动态变化模型。
水平井方面，讲授水平井与垂直井排采过程中压力传递的不同，以及压力传递的影响因素，最终建立水平井压力动态变化模型。
采气工艺知识.
⑶ 所形成的支撑剂裂缝的导流能力。
储层改造—酸压技术
酸压是在足以压开地层形成裂缝或撑开地层原有裂缝压力 下，对地层挤酸的一种酸化工艺。
酸压施工方法有两种：一种是只挤酸；另一种是先挤前置 液造缝，待裂缝向长、宽发展，然后再挤酸。
酸压增产原理：首先依靠压裂泵的水力作用，压开地层形 成新裂缝或撑开地层中原有裂缝。同时，依靠盐酸液的化学溶 蚀作用，沿压开、撑开的裂缝溶蚀碳酸盐岩，使这些裂缝成为 具有良好导流能力的酸蚀裂缝，从而减少了天然气流向井筒的 阻力，使气井获得增产效果。
采
地面高压集气技术
气
工
艺
高低压分输工艺
技
术
配
低压集气、低压外输工艺
套
系
列
高压气举管网工艺
集气站高、低压两套外输汇管，流程按需 随时切换，高低压气分别输至高压和低压 配气站集中外输
1、储层改造-酸化
酸化又称为基质酸化或孔隙酸化，它是在低于储层 岩石破裂压力下，将酸液注入地层孔隙、裂缝中，通过 酸液和地层岩石矿物的反应，溶解部分岩石矿物或堵塞 物质，从而扩大或沟通地层岩石的孔隙裂缝，改善地层 近井地带渗透率，提高气井产量的工艺措施。
支撑剂体系
支撑剂的性能要求 (1)粒径均匀，密度小 (2)强度大，破碎率小 (3)园度和球度高 (4)杂质含量少 (5)来源广，价廉
⒊ 支撑剂与裂缝导流能力
压裂施工结束后，施工液体排出地面，留在气层中并 能使气井获得增产的只有支撑剂，这些支撑剂能否达到预 期的增产效果，取决于以下三个方面：
⑴ 支撑剂的抗压强度；
储层改造—高能气体压裂
高能气体压裂是利用特定的发射药或推进剂在油 气井的目的层段高速燃烧，产生高温高压气体，压裂地 层形成多条自井眼呈放射状的径向裂缝，清除油气层污 染及堵塞物，有效地降低表皮系数，从而达到油气井增 产的目的的一种工艺技术。
采气工程(廖锐全)-第七章：气井井场工艺
隔板进入油槽并从出油口流出, 水从排水口流出。
四、分离器的工作过程
1.重力分离器
➢ 立式三相分离器基本结构及工作过程
气液混合流体经气液进口进入分离器后 通过流速和流向的突变完成基本相分离, 气体向上流动在气体通道经重力沉降分离 出液滴, 液体经降液管进入油水界面, 气泡 及油向上流动, 水向下流动得以分离, 气体 在离开分离器之前经捕雾器除去小液滴后 从出气口流出,
三、分离器分类
3.按分离器工作压力分类
真空分离器 低压分离器 中压分离器 高压分离器
<0.1MPa <1.5MPa 1.5~6MPa >6MPa
四、分离器的工作过程
1.重力分离器
➢ 重力分离器的分类
•根据分离器功能分 两相分离器
•按流体流动方向和安装形式分 卧式
重力式分离器
三相分离器
重力式分离器
低温分离集气站的功能有四个: (1)收集气井的天然气； (2)对收集的天然气在站内进行低温分离以回收液烃； (3)对处理后的天然气进行压力调控以满足集气管线输压要求； (4)计量。 为了要取得分离器的低温操作条件, 同时又要防止在大差压节流 降压过程中天然气生成水合物, 因此不能采用加热防冻法, 而必须 采用注抑制剂防冻法以防止生成水合物。
第七章 气井生产系统动态分析与管理 第一节、天然气集气工艺流程 第二节、气液分离 第三节、天然气流量计量 第四节、天然气水合物 第五节、天然气脱水 第六节、气田开发的安全环保技术
第二节、气液分离
一、概述 二、多级分离 三、分离器的分类 四、分离器的工作过程
一、概 述
1.杂质对气井生产的危害
腐蚀: 由于液态水的存在将加速管道及设 备的腐蚀
9——液烃(或水)液位控制自动放液阀；10——液烃(或水)的流量计;
采气工艺知识.
储层改造—高能气体压裂
高能气体压裂是利用特定的发射药或推进剂在油 气井的目的层段高速燃烧，产生高温高压气体，压裂地 层形成多条自井眼呈放射状的径向裂缝，清除油气层污 染及堵塞物，有效地降低表皮系数，从而达到油气井增 产的目的的一种工艺技术。
该工艺低成本、高产出，进液少、无污染，较强 的分层针对性和不受地层压力系数高低及水敏酸敏限制 的优点，为气田开发中后期的稳产和提高最终采收率提 供了有力的技术支撑。
在气井生产系统中，天然气压能逐渐减少（或降 低）， 开发生产管理的一个重要内容就是对气井生产系 统的压力损失分配进行分析，通过调整参数或采用一定的 工艺技术对其进行优化。采气工艺是其主要组成部分。
采气流程
把从气井采出的含有液（固）体杂质的高压 天然气变成适合矿场输送的合格天然气的各种设 备组合，称为采气流程。
层水对主块造成影响。
2、排液采气技术
目的是及时排除低压低产气井的井筒积液， 降低井筒液柱对地层的回压，提高气井的生产压 差和产能。
排液采气技术
思路：形成以最小携液理论为指导，以气举为核心，以
泡排和其它排液为辅的配套排液采气工艺技术系列。 对于产能较高，携液稳定的气井，及时将目前21/2英寸油 管更换为2英寸油管或连续油管。 对于产能较低的产液井及时改进低压流程，并实施泡沫排 液措施。 对于不能正常带液生产的气井，采用复线连续气举或化排 措施。
其中加热部分是为了预防在节流降压过程中气体温 度过低形成水化物，若气体压力较低，节流后不 会形成水化物，集气站流程可简化为：节流—— 分离——计量。然后通过汇管输出。
二、常规的采气工艺技术
1、储层改造
投球分层压裂
酸化
卡封分层压裂
采
气
水力加砂压裂
气井开采工艺
• 定产量制度关键是:气井合理产量的确定
• ⑴ 气井产量不合理的危害
•
对气藏而言，不均匀开发必定造成压降不均匀，形
成压降漏斗，在压降快的地区造成边水舌进或底水锥进，
缩短气藏的无水采气期，影响气井的寿命，使部分气藏
产能大幅度降低。
• 采气量过低，时间、设备利用率不高。
• 采气量过大引起井底压差过大，发生井壁坍塌，出砂，边 底水存在引起舌进或锥进。
• ②带水采气(见水期:氯根含量明显上升,水量 上升,产气量基本不变波动,井口压力波动或 下降);
• ③排水水采气(出水期:出水量增多, 产气量 井口压力大幅度下降).
• ④堵水采气(底水锥进,夹层水窜进) • 常用的采气方法如图：
第21页，此课件共46页哦
采气方法
控制临界 流量采气
带水 采气
泡沫排 水采气
第16页，此课件共46页哦
• 边水 • 底水 • 夹层水 • 自由水 • 间隙水
地层水的分类
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气井出水因素
• ①.井底距原始气水界面的高度 • ②生产压差 • ③气层渗透率及气层孔缝结构 • ④边底水体的能量与活跃程度.
第18页，此课件共46页哦
出水类型
• 水锥型出水 • 断裂型出水 • 水窜型出水 • 阵发型出水
生产，是气井稳产阶段最常用的制度。 • 气井生产早期，地层压力高，井口剩余压力
大，采用气井允许的合理产量生产，具有产 量高，采气成本低的优点。 • 生产特征:产量不变,地层压力,井底流压,井口 压力随时间不断降低. • 地层压力下降后，可以采取增大井口针形阀 开度，降低井底压力的方法,继续维持气井原 有的产量，直到井口剩余压力很小，生产压 差增大会使井底受到破坏时，定产量工作制 度结束，转入其他工作制度生产。
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第七章气井井场工艺
第七章气井井场工艺
第一节节流调压
第二节气体流量计算
第三节气液分离
第四节天然气水合物防治
第五节天然气外输前脱水
第一节节流调压
♦一、天然气压能利用
外输压力1.5~4.0MPa。
天然气压能发电
高压井供气水井气举
♦二、天然气节流调压
天然气在管流过程中，通过骤然缩小的孔道，例如孔板或针型阀的孔眼，由于摩阻能耗使下游压力显著降低，这种过程称为节流。
二、天然气节流调压
节流：降压
一级节流调节流量多级节流
（绝热过程）等焓
12H H =(61)
-
3.天然气焓熵图
天然气焓熵图又称H—S图
6.0 =γ
确定节流温降示意图
,T1,P2,T2，已知任意三个，可求第四个变量四个变量：P
1
γ
=
7.0
γ
=
8.0
γ
=
9.0
γ
=
0.1
含氮10%的天然气焓熵图7
.0=γ7
.0=γ
H
S 例6-1 已知p1=6.895Mpa(1000psia)，p2=3.448Mpa(500psia)，T1=93.33℃，γg=0.6，求天然气节流后的温度降。
解:（1）选用图6-1；
（2）在所选图上查到点1（6.895Mpa 、93.33℃），过点1作水平线与3.448Mpa 等压线相交于点2；
（3）读过点2的等温线值。
2=82.22(180)
T =82.22-93.33=-11.11 =180-200=-20T F F
℃℃
即节流后温度降低11.11℃（20F)
第二节气体流量计算
一、天然气计量的分级
二、气体流量计量方法
1、孔板差压流量计
2、气体涡轮流量计
3、旋涡流量计
4、容积式流量计
2、气体涡轮流量计
3、旋涡流量计
4、容积式流量计
5、热线式流量计
热敏电阻
三、孔板差压流量计
1、孔板差压流量计
三、孔板差压流量计
三、孔板差压流量计
标准孔板流量系数与雷诺数关系
表6－2 角接取压标准孔板雷诺数范围ββ
Re D Re D min max min max 0.220
0.25
0.275
0.300
0.325
0.350
0.375
0.400
0.425
0.450
0.475
0.5005×1035×1035×1035×1035×1035×1035×1035×1035×1035×1034×1031×1031071071071071071071071071071071071070.5250.5500.5750.6000.6250.6500.6750.7000.7250.7500.7750.8001×1041×1041×1041×1041×1041×1041×1041×1041×1041×1042×1042×104107107107107107107107107107107107107
3、流量计算方法0.0003619 m3/h
（1）.流量系数
（2）
.2
流束膨胀系数
8
.0220.0,
100050 ,75.0/12≤≤≤≤≥βmm D mm p p 适用范围750
100.0,
75050 ,75.0/12≤≤≤≤≥βmm D mm p p 适用范围
双向标准体积管示例
多台流量计的安装
第三节气液分离
一、概述
1、目的和意义
2、分离的方法
二、多级分离
两级分离
三级分离
四级分离
普通立式分离器
立式旋风分离
器。